- Los ácidos nucleicos representan la cuarta gran clase de macromoléculas. Éstas, igual que las proteínas y los polisacáridos, contienen múltiples unidades monoméricas similares que se unen en forma covalente para producir polímeros grandes.
-
Los ácidos nucleicos son polinucleótidos, o polímeros de nucleótidos.Los nucleótidos tienen tres componentes: un azúcar con cinco carbonos, uno o más grupos fosfato y un compuesto nitrogenado débilmente básico llamado base.
- Las bases que se encuentran en los nucleótidos son pirimidinas y purinas sustituidas.
- La pentosa suele ser ribosa (D-ribofuranosa) o 2-desoxirribosa (2-desoxi-D-ribofuranosa)
- Los N-glicósidos pirimidinas o purina de estos azúcares se llaman nucleósidos.
- Los nucleótidos son los ésteres de fosfato de los nucleósidos; los nucleótidos comunes contienen uno a tres grupos fosforil
- Los nucleótidos que contienen ribosa se llaman ribonucleótidos, y los que contienen desoxirribosa se llaman desoxirribonucleóticos.
Ribosa y desoxirribosa
- Los dos azúcares aparecen como proyecciones de Haworth de la configuración b de las formas de anillo de furanosa. Cada uno de esos anillos de furanosa puede adoptar conformaciones diferentes.
Purinas y pirimidinas
·
Las
estructuras de esos compuestos heterocíclicos, y los sistemas de numeración de
los átomos de carbono y nitrógeno de cada base.
·
La
pirimidinas tiene un solo anillo de cuatro átomos de carbono y dos de
nitrógeno.
·
La
purina tiene un sistema de anillos fundidos de pirimidinas y de imidazol. Los
dos tipos de bases son no saturados, con dobles enlaces conjugados. Esta
propiedad hace que los anillos sean planos, y también explica su capacidad de
absorber la luz ultravioleta.
·
Las
purinas y pirimidinas sustituidas son ubicuas en las células vivas.
· Las
principales pirimidinas que hay en los nucleótidos son Uracilo
(2,4-dioxopirimidina, U), Timina (2,4-dioxo-5-metilpirimidina, T) y Citosina
(2-oxo-4-aminopirimidina, C). Las principales purinas son Adenina
(6-aminopurina, A) y guanina (2-amino-6-oxopurina, G).
·
La
Adenina, la guanina y la Citosina están en ribonucleótidos y
desoxirribonucleóticos. El Uracilo se encuentra principalmente en
ribonucleótidos y la Timina en desoxirribonucleóticos.
·
Las
purinas y las pirimidinas son bases débiles relativamente insolubles en agua al
pH fisiológico. Sin embargo, dentro de las células la mayor parte de bases
pirimidinas y purina se encuentran como constituyentes de nucleótidos y
polinucleótidos, compuestos que son muy hidrosolubles.
·
Todas
las bases en los nucleótidos comunes pueden participar en puentes de hidrógeno.
Los grupos amino de la Adenina y la Citosina son donadores de hidrógeno y los
átomos de nitrógeno en el anillo (N-1 en la Adenina y N-3 en la Citosina) son
aceptores de hidrógeno.
·
La
guanina, la Citosina y la Timina pueden formar tres puentes de hidrógeno.
Purinas
Pirimidas
- Las pautas de puentes de hidrógeno de las bases tienen consecuencias importantes para la estructura tridimensional de los ácidos nucleicos. Hay más puentes de hidrógeno en algunos ácidos nucleicos, y en interacciones entre ácido nucleíco y proteína.
Nucleósidos
1.
Los
nucleósidos están formados por ribosa y desoxirribosa y una base heterocíclica.
En cada nucleósidos, un enlace b-N-glicosídico conecta el C-1 del azúcar al N-1
de la pirimidinas o al N-9 de la purina.
2. Los nombres de los nucleósidos se derivan
de los de sus bases. El ribonucleótidos que contiene Adenina se llama Adenosina.
3. Su contraparte desoxi se llama
desoxiadenosina. De igual modo, los ribonucleósidos de guanina, Citosina y
Uracilo son Guanosina, Citidina y uridina, respectivamente. Los
desoxirribonucleósidos de guanina, Citosina y Timina son desoxiguanosina,
desoxicitidina y desoxitimidi.
4.
También
por lo común se usan las abreviaturas de una sola letra para las bases de
pirimidinas y purina para designar a los ribonucleósidos: A, G, C y U para
Adenosina, Guanosina, Citidina y uridina, respectivamente. Los desoxirribonucleósidos
se abrevian dA, dG, dC y dT, cuando es necesario distinguirlos de los
ribonucleósidos.
v Conformaciones sis y anti. La forma anti
suele ser más estable en los nucleósidos de pirimida.
Nucleótidos
El
ADN tiene doble hebra
1. Hacia 1950 estaba claro que el ADN es un polímero
lineal de residuos de 2-desoxirribonucleótido unidos por 3”,5” fosfodiésteres.
2.
En
el ADN de todas las especies, la relación de purinas a pirimidinas siempre es
1:1.
3.
El modelo de ADN
propuesto por Watson y Crick en 1953 se basó en las estructuras conocidas de
los nucleósidos.
4.
El modelo de
Watson-Crick explicó las cantidades iguales de purinas y pirimidinas al sugerir
que el ADN tiene doble hebra (doble cadena) y que las bases en una hebra se
apareaban en forma específica con las bases de la otra: A con T y G con C.
5.
La estructura propuesta
por Watson y Crick se llama hoy conformación B del ADN, o simplemente B-ADN.
6.
El ADN es el almacén de
la información biológica.
Unión de nucleótidos por enlaces de 3 primas ,5 primas fosfodiéster
1.
La estructura primaria de un ácido nucleíco es
la secuencia de sus residuos de nucleótido unidos por enlaces 3fosfodiéster.
2.
Se dice que un extremo
de una cadena lineal de polinucleótidos es 5 (porque no hay residuo unido a su
carbono 5) y que el otro es 3 (porque no hay residuo unido a su átomo de
carbono 3). Por convención, la dirección de una hebra de ADN se define leyendo
los átomos que forman el residuo de azúcar. Así, al ir de arriba abajo de la
hebra que quiere decir moverse en la dirección
3→
5
Cada grupo fosfato que participa en un enlace fosfodiéster
tiene un pKa aproximado
de 2, y una carga negativa a pH neutro.
Formación de una doble hélice con dos hebras anti paralelas
- La mayor parte de las moléculas de ADN consisten de dos hebras, de polinucleótidos.
- Cada una de las bases en una hebra forma puentes de hidrógeno con una base de la hebra opuesta.
- La guanina se aparea con Citosina y la Adenina con Timina, maximizando los puentes de hidrógeno entre sitios potenciales.
- Entonces, los pares de bases G/C tienen tres puentes de hidrógeno, y los pares de bases A/T tienen dos. Esta propiedad del ADN de doble hebra explica el descubrimiento de Chargaff, de que la relación de A con T y de G con C es 1:1 para una gran variedad de moléculas de ADN. Como A en una hebra se aparea con T en la otra, y G se aparea con C, las hebras son complementarias, y una puede servir como plantilla para la otra.
- Los esqueletos de azúcar-fosfato en las hebras complementarias de ADN de doble hebra tienen orientaciones opuestas. En otras palabras, son antiparalelas.
- En una representación tridimensional real, las dos cadenas se enrollan entre sí para formar una estructura helicoidal de doble hebra, o doble hélice.
- La molécula de ADN se puede visualizar como una “escalera” que se ha torcido para formar una hélice.
La doble
hélice tiene dos surcos de ancho desigual, por la forma en que se apilan los
pares de bases y en que se tuercen los esqueletos de azúcar-fosfato. Esos
surcos se llaman surco mayor y surco menor.
Superenrollamiento del ADN
1. Una molécula circular de ADN con la
conformación B tiene un promedio de 10.4 pares de bases por vuelta. Se dice que
está relajada si tal molécula puede reposar plana sobre una superficie.
La molécula de
ADN a la izquierda es un círculo cerrado relajado, y tiene la conformación B
normal. Al romper la hélice de ADN y desenrollarla dos vueltas antes de volver
a formar el círculo se producen dos superenrollamientos. Estos superenrollamientos
compensan el desenvolvimiento y restauran la conformación normal B. La molécula
de la derecha tiene una región de ADN no enrollada localmente. Esta
conformación equivale topológicamente a ADN superenrollado en forma negativa.
Diversos tipos de ARN en las células
1. ARN ribosómico (ARNr); moléculas que son
parte integral de los ribosomas (ribonucleoproteína intracelulares que son
sitios de síntesis de proteínas). El ARN ribosómico es la clase más abundante
de ácido ribonucleico, que forma 80% del ARN celular total.
2. El ARN de transferencia (ARNt); son
moléculas que llevan a los aminoácidos activados a los ribosomas para su
incorporación a las cadenas de péptidos en crecimiento durante la síntesis de
proteínas. Las moléculas de ARNt sólo tienen de 73 a 95 residuos de nucleótidos
de longitud. Forman un 15% del ARN celular total.
3. ARN mensajero (ARNm); moléculas que codifican
las secuencias de aminoácidos en las proteínas. Son los “mensajeros” que llevan
la información del ADN al complejo de traducción, donde se sintetizan las
proteínas. En general, el ARNm sólo forma el 3% del ARN celular total. Estas
moléculas son las menos estables de los ácidos ribonucleicos celulares.
1. ARN pequeño; moléculas presentes en todas las
células. Algunas moléculas pequeñas de ARN tienen actividad catalítica o
contribuyen a la actividad catalítica, asociadas a proteínas. Muchas de esas
moléculas de ARN se relacionan con eventos de procesamiento que modifican al
ARN después de que se ha sintetizado.
Nucleosomas
1. Las proteínas principales de la cromatina
se llaman histonas. La mayoría de las especies eucarióticas tienen cinco
histonas distintas, llamadas H1, H2A, H2B, H3 y H4. Las cinco histonas son
proteínas pequeñas y básicas, que contienen numerosos residuos de lisina y
arginina, cuyas cargas positivas permiten que las proteínas se unan al
esqueleto de azúcar-fosfato, con carga negativa, del ADN.
Diagrama
de la estructura del nucleosomas. a)
Octámero de las histonas. b) Nucleosomas.
Cada
nucleosoma está formado por una Partícula central más histona H1 y ADN de enlace. La partícula central del nucleosoma está formada por un Octámero de histona y aproximadamente
146 pares de bases.
ARN polimerasa
La ARN polimerasa es una ARN
nucleotidiltransferasa. Su función es llevar a cabo la transcripción. Realiza
una copia de ADN a ARN catalizando la formación de los enlaces fosfodiester
entre ribonucleótidos. La copia la hace nucleótido a nucleótido, usando
ribonucleósidos trifosfato (rNTP). En el ARN el ribonucleótido Uracilo
sustituye a la Timina del ADN.
Medicamentos que pose ácidos nucleicos
ADEFOVIR
dipivoxilo
El adefovir se
usa para tratar la infección de hepatitis B crónica (hinchazón del hígado
causado por un virus) en los pacientes que tienen síntomas de la enfermedad. El
adefovir pertenece a una clase de medicamentos llamados análogos nucleótidos.
Funciona al reducir la cantidad de virus de la hepatitis B (HBV) en el cuerpo.
El adefovir no cura la hepatitis B y no puede prevenir las complicaciones de la
hepatitis B crónica como la cirrosis del hígado o el cáncer hepático. El
adefovir no puede prevenir la propagación de la hepatitis B a otras personas.
¿ ¿Cómo se debe usar este medicamento?
El adefovir
viene envasado en forma de un comprimido para tomar por vía oral. Por lo general
se toma una vez al día con o sin alimentos. Tome el adefovir alrededor de la
misma hora todos los días. Siga cuidadosamente las instrucciones en la etiqueta
del medicamento y pregúntele a su doctor o farmacéutico cualquier cosa que no
entienda. Use el medicamento exactamente como se indica. No use más ni menos
que la dosis indicada ni tampoco más seguido que lo prescrito por su doctor.
¿ ¿Qué otro uso se le da a este
medicamento?
Este medicamento
también puede ser prescrito para otros usos; pídale más información a su doctor
o farmacéutico.
¿Cuáles son los efectos secundarios que
podría provocar este medicamento?
El
adefovir puede provocar efectos secundarios. Dígale a su doctor si cualquiera
de estos síntomas se vuelve severo o si no desaparece:
• debilidad
- cefalea (dolor de cabeza)
- diarrea
- gases
- indigestión
- tos
- dolor de garganta
- secreción nasal
Zidovudina,
Azidotimidina o AZT
Estructura Química
Dosis
La
Zidovudina siendo un inhibidor nucleósidos de transcriptasa inversa es
considerada como eje básico de la terapia antiretroviral. Las dosis
recomendadas están disponibles para niños mayores de 6 semanas de edad.
No existen reglas absolutas acerca de cuándo iniciar la toma de tratamiento
antirretroviral.
Efectos adversos:
La AZT puede
causar efectos adversos graves como daños en el hígado, toxicidad en la sangre
y desórdenes musculares, además de otros
efectos leves como nauseas, dolor de cabeza, cambios en la grasa corporal y
decoloración de los dedos de las manos y pies.
c Comentario de los vídeos:
La replicación se lleva a cabo gracias a la ADN polimerasa III, esta enzima cataliza
la unión de los desoxinucleótidos trifosfato que son abundantes en el fluido del
núcleo celular.
Durante el proceso de replicación, una de las cadenas madre se lee “bien” (en
sentido 3`→ 5`) y, por lo tanto, la nueva cadena se sintetiza de corrido (hebra
conductora), pero la otra está dispuesta en sentido contrario al que la polimerasa
puede leer (hebra retardada).
Pasos:
- Apertura de la doble hélice del ADN por acción de las helicasas.
- Sintesis de los cebadores para que la ADN polimerasa pueda actuar. Las enzimas implicadas denominan primasas.
- Se inicia la polimerización por acción de la ADN polimerasa III
- Cuando se alcanza el cebador del fragmento sintetizado anteriormente la Polimerasa I sustituye a la Pol III y, haciendo uso simultáneo de sus actividades 111 Tema 10. Replicación, transcripción y traducción Bioquímica exonucleasa (degradadadora de nucleótidos) y polimerasa, va sustituyendo los cebadores por el ADN correspondiente.
- Las ligasas cierran las mellas que hay entre cada dos fragmentos.
Transcripcion:
La transcripción consiste en la formación de una molécula de ARN a partir de la
información genética contenida en un segmento de ADN. Es decir da lugar ana copia
de ARN con secuencia complementaria y antiparalela, a partir de una secuencia
molde en una de las hebras del ADN.
El mensajero que codifica la secuencia de
aminácidos de uno o más polipéptidos especificados por un gen. El ARN
trasnferente que lee la información codificada en el ARNm y transfiere el amoniácido
adecuado a la cadena polipéptidica en crecimiento durante la síntesis proteica y el
ARN ribosómico que forma parte de los ribosomas, las complejas maquinarias
celulares donde se sintetizan las proteínas.
Traduccion:
La traducción es un proceso muy complejo con un elevado coste energético (consume el 90% de la energía de la biosíntesis) y con necesidad de una estrecha de regulación. Es sin duda el proceso de síntesis en que participa mayor número de macromeléculas diferentes. Las principales son:
Al menos 32 tipos de ARNt portadores de aminoácidos
.
Ribosomas (formados por unas 70 proteinas y 5 ARNr difentes)
.
Un ARNm molde
.
Mas de una docena de enzimas y factores proteicos adicionales para asistir al
inicio, elongación y terminación
.
Unas 100 proteinas adicionales para la modificación de las distintas proteinas
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